求逆矩阵的详细步骤并举出一个例子
时间: 2024-05-18 09:14:13 浏览: 112
求逆矩阵的步骤:
1. 确认矩阵存在逆矩阵,即矩阵的行列式不为0。
2. 构建增广矩阵,即将矩阵和单位矩阵按列合并。
3. 利用初等行变换将增广矩阵化为左侧为单位矩阵的形式。
4. 取右侧矩阵即为原矩阵的逆矩阵。
下面以一个3阶矩阵为例进行说明。设原矩阵为A,其逆矩阵为A^-1。
先判断矩阵A是否存在逆矩阵:
A = [1 2 1; 2 0 1; 1 1 0]
|A| = 1*0*0 + 2*1*1 + 1*2*1 - 1*0*1 - 2*1*0 - 1*2*1 = -1
因为 |A| ≠ 0,所以矩阵A存在逆矩阵。
构建增广矩阵:
[A I] = [1 2 1 1 0 0; 2 0 1 0 1 0; 1 1 0 0 0 1]
利用初等行变换将增广矩阵化为左侧为单位矩阵的形式:
1. 将第1行乘以2,再减去第2行,得到新的第1行为[0 4 -1 -1 2 0];
2. 将新的第1行乘以1/4,得到新的第1行为[0 1 -1/4 -1/4 1/2 0];
3. 将新的第1行加上原来的第2行,得到新的第2行为[2 0 1 0 1 0];
4. 将新的第2行乘以1/2,得到新的第2行为[1 0 1/2 0 1/2 0];
5. 将新的第2行减去原来的第1行,得到新的第1行为[0 1 -1/4 -1/4 1/2 0];
6. 将新的第2行减去原来的第3行,得到新的第3行为[0 -1/2 1/4 1/4 -1/2 1];
7. 将新的第3行乘以-2,得到新的第3行为[0 1 -1/2 -1/2 1 0];
8. 将新的第3行加上原来的第1行,得到新的第1行为[0 1 0 -1/2 3/4 0];
9. 将新的第3行加上原来的第2行,得到新的第2行为[1 0 0 1/2 -1/4 0];
10. 将新的第3行乘以-4/3,得到新的第3行为[0 -4/3 2/3 2/3 -4/3 4/3];
11. 将新的第3行加上原来的第2行,得到新的第2行为[1 0 0 0 0 -4/3];
12. 将新的第3行加上原来的第1行,得到新的第1行为[0 1 0 0 1 -2/3]。
取右侧矩阵即为原矩阵的逆矩阵:
A^-1 = [0 1 0; -1/2 -1/4 1/2; -2/3 1 -4/3]
可以验证A*A^-1=I,A^-1*A=I,即矩阵A的逆矩阵求解正确。
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